CZ287759B6 - Oblong supporting element and process for producing thereof - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká nosného prvku pro stavbu stěn s pomocí stavebních desek a podobných prostředků. Vynález se rovněž týká způsobu výroby takového nosného prvku.

Dosavadní stav techniky

Nosné prvky uvedeného typu jsou popsány v „Tak-vaggkatalogen“, neboli v „Katalogu stropních stěn a podhledových konstrukcí“, který byl vydán v roce 1994 firmou Lindab AB, kde je na stranách 105 až 107 uvedeno montování takzvaných stavebních sloupků, a kde jsou na stranách 108 až 109 popisována různá uspořádání svislých sloupků a vodorovných tyčí, které snimi spolupracují. Další příklad nosných prvků, známých z dosavadního stavu techniky, je obsažen na stranách 113 a 119 shora uvedeného katalogu.

Výrazu „nosný prvek“ je v dalším textu používáno pro koncepci sloupků, profilů, tyčí a podobných prostředků pro budování stavebních stěn, a to zejména takových stěn, kde jsou stavební desky připevňovány na nosné prvky.

Švédská zveřejněná patentová přihláška SE-B-457 223, která je analogická s patentovým spisem US-A-4 513 551, popisuje nosný prvek, který má průřez ve tvaru písmene U, a který sestává z pásu a ze dvou bočních pásů pro nesení či podpírání stavebních panelů nebo podobných prostředků.

Za účelem usnadnění zavádění připevňovacích šroubů při montování stavebních panelů ajejich připevňování k nosnému prvku (viz katalog firmy Lindab AB, str. 105) jsou boční pásy opatřeny oblastmi takzvaného mřížkového plechu, které jsou určeny pro vedení připevňovacích či upínacích šroubů (viz obr. 1 ve shora uvedené švédské zveřejněné patentové přihlášce SE-B-457 223).

Shora popsané nosné prvky jsou obvykle vyráběny z polotovarů z tenkého kovového plechu, které jsou speciálním tvářecím postupem tvarovány tak, že mají v průřezu tvar písmene U. Při tomto tvářecím postupu často v nosném prvku vzniká nežádoucí vnitřní napětí, které může způsobit, že se celý nosný prvek začne ohýbat, což velmi ztíží následnou montážní operaci.

U nosných prvků, popsaných ve shora uvedené švédské zveřejněné patentové přihlášce SE-B-457 223, může mřížkový plech v bočních pásech způsobit zvláštní napětí, které může v horším případě způsobit to, že volné podélné okraje bočních pásů se začnou ohýbat nebo zvlňovat.

Uvedený vlnitý tvar může vzniknout i tehdy, kdy jsou dvě oblasti mřížkového plechu vytvářeny na polotovaru z tenkého kovového plechu, jehož podélné okraje v nevýhodných případech získají vlnitý tvar o tak veliké amplitudě (okolo 40 mm), že manipulace s tímto pásovým polotovarem z tenkého kovového plechu, stejně jako jeho tváření do požadovaného tvaru nosného prvku, jsou velice ztíženy.

Z uvedeného vyplývá, že tak vzniká potřeba vyvinout nový nosný prvek, který by měl tendenci k ohýbání pouze ve velmi malé míře, a který by neměl shora uvedený nežádoucí vlnitý tvar.

Další obecný požadavek, který je odborníkům velmi dobře znám, spočívá v tom, že by nosný prvek měl mít velmi dobrou tuhost a pevnost, a měl by odolávat lineárním zatížením kolmým na pásy, která vznikají jednak během montáže, a jednak při zatížení již zhotovené stěny.

-1 CZ 287759 B6

Za účelem zesílení nosných prvků, jejichž příklady jsou uvedeny na straně 113 katalogu firmy Lindab AB, uvedeného ve formě příkladu v úvodu tohoto popisu, byla navržena rozličná opatření, na jejichž základě byl pás nosného sloupku opatřen dvěma rovnoběžnými podélnými výztuhami ve formě drážek.

Trh však nyní vyžaduje ještě pevnější a tužší nosné prvky, což představuje výchozí bod předmětu tohoto vynálezu. Existuje potřeba nového typu nosného prvku, který bude mít zvýšenou pevnost a tuhost, a jehož boční pásy budou zejména vyztuženy tak, že budou vůči sobě mnohem méně poddajné při podrobení vnějšímu zatížení, například při montáži stavebních panelů na tyto boční io pásy.

Jako další příklad známého dosavadního stavu techniky lze uvést nosný prvek, popsaný v patentové přihlášce US-A-4 619 098, který je za účelem snížení tepelné vodivosti opatřen zářezy nebo vrypy. V tomto patentovém spise však není věnována pozornost shora uvedeným 15 nevýhodám, jako je například nežádoucí vnitřní napětí a nedostatečná tuhost nosného prvku.

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je navrhnout řešení shora uvedených problémů a v důsledku toho rovněž vyvinout zdokonalený nosný prvek.

Těchto a ještě jiných předmětů, které vyplynou z následujícího popisu, bylo nyní dosaženo prostřednictvím vyvinutí podlouhlého nosného prvku, který obsahuje první pásnicovou část, 25 druhou pásnicovou část a stojinovou část, která sdílí první společnou hranu s první pásnicovou částí, a která sdílí druhou společnou hranu s druhou pásnicovou částí, přičemž je stojinová část uspořádána v odlišné rovině, než první pásnicová část a druhá pásnicová část.

Podstata předmětného řešení spočívá zejména v tom, že podlouhlý nosný prvek je opatřen řadami 30 deformací pro vymezení zóny vyrovnávání napětí, přičemž každá z těchto řad deformací leží v podélném směru podlouhlého nosného prvku a obsahuje velké množství blízko sebe umístěných vrypů, zatímco zóna vyrovnávání napětí obsahuje oblast hladkého materiálu bez vrypů.

Řady deformací mohou být s výhodou uspořádány alespoň ve dvou podélných rovnoběžných částech, které jsou úzké v porovnání s šířkou stojinové části, a které jsou rovnoběžné s pásnicovými částmi.

Podlouhlý nosný prvek má v průřezu s výhodou tvar písmene U, přičemž zóna vyrovnávání 40 napětí je s výhodou uspořádána souměrně vzhledem ke středové rovině (M), procházející podlouhlým nosným prvkem (8) kolmo na stojinovou část (9).

Zóna vyrovnávání napětí s výhodou obsahuje větší počet úzkých podélných částí deformací, uspořádaných ve dvojicích ve stejné vzdálenosti od středové roviny (M).

Podlouhlý nosný prvek může být s výhodou vyroben z tenkého plechu, přičemž jeho pásnicové části mohou být s výhodou vyrobeny převážně z mřížkového plechu.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl rovněž vyvinut způsob výroby podlouhlého nosného 50 prvku z plochého plechového polotovaru, který obsahuje následující kroky:

vytváření většího množství řad deformací na polotovaru, přičemž každá z těchto řad deformací leží v podélném směru podlouhlého nosného prvku a obsahuje velké množství hustě umístěných vrypů,

-2 CL 287759 B6 ohýbání prvního úseku uvedeného polotovaru podél první hrany, která je rovnoběžná s alespoň jednou z uvedených řad deformací, a ohýbání druhého úseku polotovaru podél druhé hrany, která je rovnoběžná s alespoň jednou 5 z uvedených řad deformací, přičemž třetí úsek polotovaru je umístěn mezi prvním a druhým úsekem tohoto polotovaru, a přičemž řady deformací leží na třetím úseku tohoto polotovaru a vymezují zónu vyrovnávání napětí, kterážto zóna vyrovnávání napětí dále obsahuje oblast hladkého materiálu bez vrypů.

Řady deformací se s výhodou vytvářejí jako podélné rovnoběžné části, které jsou úzké v porovnání s šířkou stojinové části, které jsou rovnoběžné s pásnicovými částmi, a které se vytvářejí vysekáním většího počtu hustě umístěných vrypů, uspořádaných v řadách a rozprostírajících se zcela nebo částečně přes délku materiálu stojinové části.

Polotovar z tenkého plechu se s výhodou vytvaruje do průřezu ve tvaru písmene U.

Pásnicové části se mohou s výhodou vytvarovat do oblastí mřížkového plechu.

Skutečnost, že je nosný prvek podle vynálezu opatřen zónou vyrovnávání napětí, která sestává 20 z řad deformací, vytvořených ve stojinové části, přispívá ke zlepšení tuhosti, pevnosti, a kapacity odolnosti proti zatížení v porovnání s nosnými prvky podobného typu, známými z dosavadního stavu techniky.

Zejména dobrých výsledků bylo dosaženo u uspořádání, kde má zóna vyrovnávání napětí tvar 25 dvou podélných částí, které jsou úzké v porovnání s šířkou stojinové části, a které jsou rovnoběžné s pásnicovými částmi, přičemž každá tato část sestává z většího počtu hustě umístěných vrypů, uspořádaných v řadách a rozprostírajících se zcela nebo částečně přes délku materiálu stojinové části. Uvedené úzké podélné části deformací vymezují mezi sebou hladký materiál stojinové části bez vrypů.

Nyní bude velmi stručně popsána porovnávací zkouška shora uvedeného nosného prvku.

400 mm dlouhý nosný prvek z tenkého kovového plechu podle shora uvedeného uspořádání, kde boční pásnicové části nosného prvku jsou opatřeny oblastmi mřížkového plechu, byl na 35 svých koncích podepřen a byl podroben lineárnímu zatížení 500 N/m.

Odpovídající nosný prvek, známý z dosavadního stavu techniky, zejména nosný prvek podle obr. 2 ve švédské zveřejněné patentové přihlášce SE-B-457 223, který je rovněž opatřen na svých bočních pásech oblastmi mřížkovaného plechu, avšak který má zcela neopracovaný materiál 40 pásu, byl podroben zatížení o stejné velikosti a za stejných podmínek.

Průhyb ve středu nosného prvku podle tohoto vynálezu byl pouze poloviční v porovnání s průhybem nosného prvku podle dosavadního známého stavu techniky (zhruba 5 mm v porovnání se zhruba 10 mm).

Podle tohoto vynálezu byl vyvinut přímý nosný prvek, který má velmi dobrou pevnost a tuhost, a který nemá tak vlnitý tvar, jako je tomu u nosných prvků, známých z dosavadního stavu techniky.

Nežádoucí vnitřní napětí u známých nosných prvků bylo omezeno nebo změněno díky využití zóny vyrovnávání napětí v pásu nosného prvku.

-3CZ 287759 B6

Přehled obrázků na výkresech

Předmět tohoto vynálezu a jeho četné výhody budou nyní mnohem podrobněji popsány s odkazy na přiložená schematická zobrazení, která znázorňují výhodná provedení předmětu tohoto vynálezu, a kde zejména:

obr. 1 znázorňuje axonometrický pohled na polotovar z tenkého kovového plechu;

obr. 2 znázorňuje axonometrický pohled na nosný prvek podle tohoto vynálezu, vyrobený z polotovaru z tenkého kovového plechu, znázorněného na obr. 2;

obr. 3 znázorňuje ve zvětšeném měřítku úsek stojinové části nosného prvku podle tohoto vynálezu;

obr. 4 znázorňuje obdobný pohled, jako na obr. 3, na alternativní uspořádání stojinové části nosného prvku podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je polotovar z tenkého kovového plechu označen obecně vztahovou značkou L Tento polotovar j. z tenkého plechu je o sobě známým způsobem opatřen dvěma oblastmi 2 a 3 mřížkového plechu, které jsou vzdáleny od obou podélných okrajů polotovaru 1 z tenkého kovového plechu.

Mezi oblastmi 2 a 3 mřížkového plechu je polotovar 1 z tenkého kovového plechu opatřen zónou 4 vyrovnávání napětí nebo zónou změny napětí, která má řady deformací, které u tohoto provedení představují dvě podélné části 5 a 6 deformací, z nichž každá sestává z velkého počtu hustě umístěných vrypů nebo zářezů, uspořádaných v řadách a rozprostírajících se zcela nebo částečně přes délku povrchu polotovaru 1 z tenkého kovového plechu, jak bude podrobněji popsáno v dalším. Dvě podélné části 5 a 6 deformací vymezují mezi sebou oblast 7 hladkého materiálu bez vrypů.

Polotovar 1 z tenkého kovového plechu, znázorněný na obr. 1, je osobě známým způsobem vytvarován na nosný prvek podle tohoto vynálezu, který je obecně označen vztahovou značkou 8, a který je znázorněn na obr. 2.

Tento podlouhlý nosný prvek 8 má v průřezu tvar písmene U a sestává ze stojinové části 9 a ze dvou bočních pásnicových částí 10 a 11 pro podpírání stavebních desek nebo podobných prostředků (na obrázcích výkresů neznázoměno). Oblasti 2 a 3 mřížkového plechu na bočních pásnicových částech 10 a 11 usnadňují zavádění upevňovacích prvků, jako jsou připevňovací šrouby nebo podobné prostředky pro upevňování stavebních desek.

V některých případech mohou být stavební desky rovněž připojovány lepením (na obrázcích výkresů neznázoměno). Je proto v daném kontextu nutno zdůraznit, že předmět tohoto vynálezu je použitelný rovněž u nosných prvků bez uvedených oblastí 2 a 3 mřížkového plechu na bočních pásnicových částech 10 a 11.

Zóna 4 vyrovnávání napětí je s výhodou uspořádána souměrně vzhledem ke středové rovině M, procházející nosným prvkem 8 kolmo na stojinovou část 9.

Na obr. 2 je zcela jasně znázorněno, jak je zóna 4 vyrovnávání napětí umístěna na stojinové části 9.

-4 CZ 287759 B6

V souladu s výhodným uspořádáním předmětu tohoto vynálezu je zóna 4 vyrovnávání napětí opatřena dvěma podélnými částmi 5 a 6 deformací, které jsou úzké vzhledem k šířce stojinové části 9, a které probíhají rovnoběžně s bočními pásnicovými částmi 10 a 11, přičemž každá z těchto podélných částí 5 a 6 deformací sestává z velkého počtu hustě umístěných vrypů 12, uspořádaných do řad a probíhajících zcela nebo částečně přes délku materiálu stojinové části 9 (viz obr. 3). Jak již bylo shora uvedeno, tak úzké podélné části 5 a 6 deformací vymezují oblast 7 hladkého materiálu stojinové části 9 bez jakýchkoliv vrypů.

Zde je nutno zdůraznit, že hustě umístěné vrypy 12, znázorněné na obr. 3, mohou být odlišného tvaru a mohou sestávat z jiných deformací nebo zborcení materiálu, jako jsou například ražené nebo vytlačované části, štěrbiny, zářezy, štípané či podélně prostřihované části nebo jejich kombinace.

Jedno alternativní provedení je znázorněno na obr. 4, kde předmětné zářezy nebo vrypy sestávají z vrypů 13 ve tvaru písmene T, které jsou uspořádány v řadách, a které jsou do určité míry vzájemně vůči sobě přesazeny.

Zde je nutno zdůraznit, že je možno použít i několika jiných typů vrypů nebo deformací. Významnou věcí je, že stojinová část 9 nosného prvku 8 je opatřena zónou 4 vyrovnávání napětí, která sestává z řad deformací, které způsobují zdokonalení a zlepšení tuhosti a pevnosti, a které snižují riziko zkroucení nosného prvku 8 a tím i riziko výskytu vlnitých tvarů.

Zejména je třeba zdůraznit, že úzké podélné části 5 a 6 deformací, opatřené vrypy, se nemusejí nezbytně rozprostírat po celé délce od jednoho vnějšího konce 8a nosného prvku 8 kjeho druhému konci 8b. U alternativního provedení, které není na obrázcích výkresů znázorněno, se mohou tyto úzké podélné části 5 a 6 deformací rozprostírat pouze podél části délky stojinové části 9, a nebo pouze přerušovaně.

V souladu s jedním výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu, které není podrobněji na obrázcích výkresů znázorněno, pak zóna 4 vyrovnávání napětí obsahuje několik úzkých podélných částí 5 a 6 deformací shora zmíněného typu, uspořádaných ve dvojicích, které jsou s výhodou stejně vzdáleny od uvedené středové roviny M. Počet těchto úzkých podélných částí 5 a 6, opatřených vrypy 12 nebo 13, není pro předmět tohoto vynálezu rozhodující, pokud je stojinová část 9 opatřena vhodnou zónou 4 vyrovnávání napětí.

Co se týče způsobu výroby nosného prvku 8 podle tohoto vynálezu, znázorněného na obr. 2, a to z polotovaru 1 z tenkého kovového plechu, znázorněného na obr. 1, je polotovar 1 z tenkého kovového plechu opatřován zónou 4 vyrovnávání napětí ve formě určitého počtu podélných částí 5 a 6 deformací, kteréžto části 5 a 6 jsou úzké vzhledem k šířce stojinové části 9 a jsou uspořádány rovnoběžně s určitým odstupem od sebe, přičemž jsou vytvořeny vysekáním velkého počtu hustě umístěných vrypů 12 nebo vrypů 13 ve tvaru písmene T, uspořádaných v řadách a probíhajících zcela nebo částečně přes délku materiálu stojinové části 9.

U tohoto způsobu mohou být boční pásnicové části 10 a 11 nosného prvku 8 s výhodou vytvořeny jako oblasti 2 a 3 mřížkového plechu.

A konečně je nutno zdůraznit ještě jednu výhodu nosného prvku 8 podle tohoto vynálezu. Praktickými zkouškami a experimenty bylo zjištěno, že zóna 4 vyrovnávání napětí ve stojinové části 9 má velmi výhodný účinek pro zvuk pohlcující kapacitu nosného prvku. Tento vedlejší efekt je tak výhodný, že nosný prvek, vyrobený podle předmětu tohoto vynálezu, představuje kombinaci nosné podpěry a nosného prvku, který je v technické praxi nazýván prvkem, pohlcujícím zvuk.

-5 CZ 287759 B6

Vynalezecká koncepce není žádným způsobem omezena na shora popsaná provedení, uspořádání a jejich varianty, neboť v rámci rozsahu této vynálezecké koncepce, jak je vyjádřen v závislých patentových nárocích, je možno vyvinout celou řadu různých modifikací.

Zejména je nutno zdůraznit, že předmět tohoto vynálezu je využitelný u několika typů nosných či podpěrných prvků, které byly rozebírány v úvodu tohoto popisu.

Průřez nosného prvku 8 není pro předmět tohoto vynálezu rozhodující, neboť může být například ve tvaru písmene U, C nebo Z a podobně.

A navíc zóna 4 vyrovnávání napětí ve stojinové části 9 nosného prvku 8 může být v rámci rozsahu předmětu tohoto vynálezu provedena zcela jinými způsoby, než jaké byly shora popsány.

Claims (10)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Podlouhlý nosný prvek (8), který obsahuje první pásnicovou část (10), druhou pásnicovou část (11) astojinovou část (9), která sdílí první společnou hranu s první pásnicovou částí (10), a která sdílí druhou společnou hranu s druhou pásnicovou částí (11), přičemž je stojinová část (9) uspořádána v odlišné rovině, než první pásnicová část (10) a druhá pásnicová část (11), vyznačující se tím, že je opatřen řadami deformací pro vymezení zóny (4) vyrovnávání napětí, přičemž každá z těchto řad deformací leží v podélném směru podlouhlého nosného prvku (8) a obsahuje velké množství blízko sebe umístěných vrypů (12, 13), zatímco zóna (4) vyrovnávání napětí obsahuje oblast (7) hladkého materiálu bez vrypů.

2. Podlouhlý nosný prvek (8) podle nároku 1,vyznačující se tím, že řady deformací jsou uspořádány alespoň ve dvou podélných rovnoběžných částech (5, 6), které jsou úzké v porovnání s šířkou stojinové části (9), a které jsou rovnoběžné s pásnicovými částmi (10, 11).

3. Podlouhlý nosný prvek (8) podle nároku 1, vyzn a č u j í c í se tí m, že má v průřezu tvar písmene U a že zóna (4) vyrovnávání napětí je uspořádána souměrně vzhledem ke středové rovině (M), procházející podlouhlým nosným prvkem (8) kolmo na stojinovou část (9).

4. Podlouhlý nosný prvek (8) podle nároků 2 a 3, vy zn a č u j í c í se t í m , že zóna (4) vyrovnávání napětí obsahuje větší počet úzkých podélných částí (5, 6) deformací, uspořádaných ve dvojicích ve stejné vzdálenosti od středové roviny (M).

5. Podlouhlý nosný prvek (8) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se t í m, že je vyroben z tenkého plechu.

6. Podlouhlý nosný prvek (8) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pásnicové části (10, 11)jsou vyrobeny převážně z mřížkového plechu.

7. Způsob výroby podlouhlého nosného prvku (8) z plochého plechového polotovaru (1), vyznačující se t í m , že obsahuje následující kroky:

vytváření většího množství řad deformací na polotovaru (1), přičemž každá z těchto řad deformací leží v podélném směru podlouhlého nosného prvku (8) a obsahuje velké množství hustě umístěných vrypů (12, 13),

-6CZ 287759 B6 ohýbání prvního úseku uvedeného polotovaru (1) podél první hrany, která je rovnoběžná s alespoň jednou z uvedených řad deformací, a ohýbání druhého úseku polotovaru (1) podél druhé hrany, která je rovnoběžná s alespoň jednou z uvedených řad deformací, přičemž třetí úsek polotovaru (1) je umístěn mezi prvním a druhým úsekem tohoto polotovaru (1), a přičemž řady deformací leží na třetím úseku tohoto polotovaru (1) a vymezují zónu (4) vyrovnávání napětí, kterážto zóna (4) vyrovnávání napětí dále obsahuje oblast (7) hladkého materiálu bez vrypů.

8. Způsob podle nároku 7, v y z n a č u j í c í se t í m , že řady deformací se vytvářejí jako podélné rovnoběžné části (5, 6), které jsou úzké v porovnání s šířkou stojinové části (9), které jsou rovnoběžné s pásnicovými částmi (10, 11), a které se vytvářejí vysekáním většího počtu hustě umístěných vrypů (12, 13), uspořádaných v řadách a rozprostírajících se zcela nebo částečně přes délku materiálu stojinové části (9).

9. Způsob podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že polotovar (1) z tenkého plechu se vytvaruje do průřezu ve tvaru písmene U.

10. Způsob podle nároku 7, 8 nebo 9, vy zn a č u j í cí se t í m , že pásnicové části (10, 11) se vytvarují do oblastí mřížkového plechu.